Question

邊長(zhǎng)為10cm的正方體木塊靜止時(shí)漂浮在水面上，露出部分的高度為4cm，為了讓木塊全部浸沒在水中，至少需要在木塊上面加多大的壓力？（要有公式和單位，不按照物理方法和步驟計(jì)算的一律不給分）

Answer 1

分析：木塊漂浮浮力等于自身重力，木塊全部浸入水中，所產(chǎn)生的浮力等于木塊重力與豎直向下的壓力之和．由密度公式的變形公式可以求出木塊體積，再根據(jù)公式F_浮=ρgV_排求出完全浸沒后的浮力．豎直向下的壓力等于完全浸沒后的浮力與木塊重力之差．

解答：解：木塊漂浮在水面上，處于平衡狀態(tài)，所受浮力等于其重力，
∵V_排1=L²（L-h_露）=（10cm）²×（10cm-4cm）=600cm³=6×10^-4m³，
G_木=F_浮1=ρ_水gV_排1=1.0×10³kg/m³×10N/kg×6×10^-4m³=6N，
∵V_木=L³=（10cm）³=1000cm³=1×10^-3m³，
∴木塊全部浸入水中，受到的浮力F_浮2=G_排=ρ_水gV_木=1.0×10³kg/m³×10N/kg×1×10^-3m³=10N，
需要施加的壓力F_壓=F_浮2-G_木=10N-6N=4N．
答：至少需要加4N豎直向下的壓力．

點(diǎn)評(píng)：本題考查浮力的計(jì)算與力的合成，關(guān)鍵是知道物體漂浮時(shí)浮力等于自身重力，分析物體浸沒時(shí)所受外力這是本題的難點(diǎn)也是重點(diǎn)．